在距離香港1個(gè)多小時(shí)車程的廣東東莞，一片郁郁蔥蔥的荔枝林里，坐落著我國迄今為止單項(xiàng)投資規(guī)模最大的大科學(xué)工程——中國散裂中子源。這項(xiàng)“國之重器”由中國科學(xué)院和廣東省共同建設(shè)，2018年8月23日，總投資23億元、經(jīng)過10余年的籌備和6年半的建設(shè)，中國散裂中子源項(xiàng)目終于順利通過由國家發(fā)展和改革委員會(huì)委托中國科學(xué)院組織的國家驗(yàn)收，投入正式運(yùn)行。它填補(bǔ)了國內(nèi)脈沖中子應(yīng)用領(lǐng)域的空白，使得我國成為繼英、美、日之后世界上第四個(gè)擁有散裂中子源的國家。中國散裂中子源在材料科學(xué)和技術(shù)、生命科學(xué)、物理、化學(xué)化工、資源環(huán)境、新能源等諸多領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，將對(duì)我國探索前沿科學(xué)問題、攻克產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)、解決“卡脖子”問題具有重要意義。

“太方便了，就像在自家門口。”從事材料研究的香港大學(xué)副教授黃明欣和自己的博士生一起到廣東東莞中國散裂中子源（以下簡(jiǎn)稱CSNS），利用兩天時(shí)間做了一項(xiàng)有關(guān)高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)性能的實(shí)驗(yàn)，拿到了完整的數(shù)據(jù)。黃明欣告訴記者，他所研究的高強(qiáng)鋼是汽車應(yīng)用的研究重點(diǎn)。它既需要輕量化，又要提升汽車安全性。黃明欣團(tuán)隊(duì)成為CSNS通用粉末衍射儀的首位香港用戶，借此，他們獲得了高強(qiáng)鋼在不同組織結(jié)構(gòu)及不同變形條件下的重要微觀參數(shù)信息。而要是在以前，他只能向日本散裂中子源申請(qǐng)機(jī)時(shí)，設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)步驟，然后把材料寄到日本。現(xiàn)在，近在咫尺的東莞有了CSNS，這對(duì)黃明欣來說方便了太多?？梢?，作為國家大科學(xué)工程，CSNS的建成，為粵港澳大灣區(qū)的科學(xué)研究和技術(shù)進(jìn)步搭建了世界一流的平臺(tái)。

散裂中子源裝置就像“超級(jí)顯微鏡”，是研究物質(zhì)材料微觀結(jié)構(gòu)的理想探針。中子和光一樣，具有波粒二象性，既有波的性質(zhì)，可以反射、折射、衍射、吸收；也具有粒子的性質(zhì)，可以彈射、散射等。中子由于不帶電，不易受到帶電質(zhì)子和電子的阻礙，能比其他探測(cè)方式更為輕松地穿透物質(zhì)。

中科院院士陳和生說，中子束打到樣品上，大多數(shù)會(huì)不受任何阻礙穿過樣品，但有些中子會(huì)與研究對(duì)象的原子核發(fā)生相互作用，其運(yùn)動(dòng)方向也會(huì)發(fā)生改變，向四周散射?！拔覀儨y(cè)量中子散射的軌跡及其能量和動(dòng)量的變化，就可以精確地反推出物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)。”對(duì)于散射的一個(gè)形象比喻是：假設(shè)我們面前有一張看不見的網(wǎng)，我們不斷地扔出很多玻璃彈珠，彈珠有的穿網(wǎng)而過，有的則打在網(wǎng)上，彈向不同的角度。如果把這些彈珠的運(yùn)動(dòng)軌跡記錄下來，就能大致推測(cè)出網(wǎng)的形狀；如果彈珠發(fā)得夠多、夠密、夠強(qiáng)，就能把這張網(wǎng)精確地描繪出來，甚至推斷其材質(zhì)。

“散裂中子源在探測(cè)氫氧鋰等方面有天然優(yōu)勢(shì)?！敝锌圃焊吣芩鶘|莞分部副主任梁天驕說，在能源材料領(lǐng)域，氫動(dòng)力汽車無疑比汽油車更加節(jié)能環(huán)保。如何實(shí)現(xiàn)氫的穩(wěn)定儲(chǔ)存？科學(xué)家希望提高氫的存儲(chǔ)密度便于攜帶。最簡(jiǎn)單的辦法是給氫氣加壓，但加高壓就容易帶來安全問題。為此，科學(xué)家用一種金屬—有機(jī)框架材料，把氫氣吸進(jìn)去，等用的時(shí)候再把氫氣釋放出來。利用散裂中子源實(shí)驗(yàn)就可以幫助科學(xué)家了解氫存貯在材料的什么位置，在什么情況下氫可以很好地釋放出來。 目前，大幅度提高鋰電池的性能是電動(dòng)汽車推廣的關(guān)鍵，而散裂中子源就是研究鋰電池的利器?？蒲腥藛T可以將鋰電池連同模擬充放電過程的設(shè)備放入中子散射譜儀，實(shí)時(shí)地原位測(cè)量在幾百次充放電的過程中，鋰電池各個(gè)部分微觀結(jié)構(gòu)的變化，構(gòu)建結(jié)構(gòu)—性能關(guān)系，為改進(jìn)和優(yōu)化鋰電池的設(shè)計(jì)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

“自去年秋天CSNS正式運(yùn)行以來，我們?nèi)嫱七M(jìn)裝置的開放共享，吸引了國內(nèi)外大量的科研與工業(yè)用戶開展實(shí)驗(yàn)研究，助推了粵港澳大灣區(qū)國際科技創(chuàng)新中心的建設(shè)?！敝锌圃焊吣芪锢硭鶘|莞分部主任陳延偉說。（記者 雷愛俠 吳春燕）